【C语言课堂】 函数递归

简介: 【C语言课堂】 函数递归

前言:

时隔多日,来还欠大家的 C 语言学习啦,上期讲了函数,其实函数中应该包括函数递归的,这里单独拿出来讲解的原因是函数递归属于重难知识,值得拿出来单独讲讲。


目录

❤️1. 何为递归

🧡2. 递归的两个必要条件

💚3. 递归和迭代(循环)

💜4. 一个练习



1. 何为递归


屏幕前的大佬们:

3f97bb71c4658ccb778d343f46679c95_ff890f2e65b8426db86355ea33ec67d9.gif

这个有趣的表情包就有点递归的意思:

可以看到抱腿系数不断攀升,抱腿下还有抱腿...(huyanluanyu)。

还有《盗梦空间》中的经典场面:

image.png

两面镜子相对,镜子里面的情景是相同的,无限循环的。典型的 “德罗斯特效应”。

这也与递归类似,逐渐深入,深入,深入... ...

通过上面两个引子,相信你已经大概了解递归是什么样子的,下面 递归的概念:

程序调用自身的编程技巧称为递归 recursion)。

说的通俗点,就是函数里用了函数本身。

int Strlen(const char*str) 
{
     if(*str == '\0')
         return 0;
     else
         return 1 + Strlen(str+1);
}

这是用递归的方法模拟了 strlen 函数,这个函数调用了函数自身。

递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。 一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法,它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解。

递归的主要思考方式在于:把大事化小


2. 递归的两个必要条件


递归大不可一直进行下去,否则就会像《盗梦空间》里的镜子那样碎掉,所以递归要有停止的条件,给递归一个限制。

于是就有了递归的第一个必要条件: 存在限制条件。

     以上面的模拟 strlen 函数为例, *str == '\0' 就是限制条件,当达到这个条件时函数就会返回。有了限制条件就可么?其实不是,如果递归一直停留在一个位置或者向非限制条件的方向进行,那么限制条件存在的意义不大。

所以还要有一个必要条件:每次递归后要接近这个限制条件。

    同样以模拟 strlen 函数为例, Strlen(str+1) 的意思就是每进行一次递归,指向单个字符的指针不断加一,越来越接近 '\0'

🧑🏻‍💻总结:

递归的两个必要条件:

• 存在限制条件,当满足这个限制条件的时候,递归便不再继续;

• 每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。


3. 递归和迭代(循环)


不知道大家在学习递归的时候有没有考虑几个问题:

• 递归和循环是不是有些相似?

• 何时选择递归,何时选择循环?

是的,大多数情况下 递归存在重复运算,与循环相似


这里总结下递归和迭代(循环)的优缺点:

• 递归代码简洁,思路较简单,有时甚至是所想即所得;

• 但递归多次调用函数本身,而每次调用函数都会有时间和空间消耗,都会在内存栈中分配空间,效率较低,容易导致栈溢出。


所以我对递归的理解是: 方便了自己,麻烦了电脑

• 迭代(循环)对程序员来说可能思路复杂,但不会对电脑造成大的压力,不会出现栈溢出的情况,且效率较高。


迭代(循环)的理解是: 方便了电脑,麻烦了自己。

一个建议: 优先选择迭代(循环),实在没思路选择递归。


4. 一个练习


求第n个斐波那契函数(不考虑溢出)。

1、1、2、3、5、8、13、21、34、…

著名的生兔子数列,这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。

用递归,所想即所得:

int fib(int n) 
{
    if (n <= 2)         
       return 1;
    else
       return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

但,假如要求 fib(10) :

b12b7263f929572e5e8804b2aaad8f78_3628a2e1b694407d8f75c09c946f923f.png虽然只求第10个斐波那契数,但是要进行 1000 多次函数调用!

可见是非常危险的。

这种情况下,选择循环比较好:

int fib(int n)
{
  if (n <= 2)
    return 1;
  int fibn = 0;
  int fibone = 1;
  int fibtwo = 1;
  int i = 1;
  for (i = 1; i < n - 1; i++)
  {
    fibn = fibone + fibtwo;
    fibone = fibtwo;
    fibtwo = fibn;
  }
  return fibn;
}

总结:

递归虽好,但不要贪杯哦 ~

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